CN106638131A - 一种涂布抗水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种涂布抗水剂及其制备方法。由以下步骤制备而成：将楠木粉、次氯酸钠和蒸馏水混合，加热搅拌，过滤，用清水洗涤得产物A，再加入纳米膨润土、纳米二氧化硅、聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和蒸馏水搅拌，升温至70‑85℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速400‑600r/min下搅拌，降至室温，放入研磨机中研磨，最后过200目筛，去除滤渣即得。本发明的涂布抗水剂具有优良的力学强度性能，白度高，对纸张的外观基本无影响，同时抗水性能佳，印刷效果好。

Description

一种涂布抗水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及造纸助剂领域，具体涉及一种涂布抗水剂及其制备方法。
背景技术
中国造纸化学品的开发应用起步较晚，随着人们物质生活水平的提高，人们对纸张质量要求越来越高，需求量也越来越大。造纸工业的发展促进了造纸化学品行业的发展，造纸化学品的开发和应用己引起了国家有关部门及大专院校科研院所的高度重视。与发达国家相比，我国的造纸精细化学品消耗量仅占造纸工业总产量的1%，因此，中国造纸化学品行业是一个很有发展潜力的朝阳行业。而某些纸张如照相纸、地图纸、高档标签纸、特种包装纸或纸板要求具有高度抗水性，即不被水润湿或扩散，呈现持久、优良的不沾水效果，制造这类纸张需采用疏水性物质固着于纸张纤维的表面或浸透到内部而固着，所用的物质即为抗水剂。通常不经任何处理的纸张被水湿透后纤维即失去其大部分强度，纤维与纤维之间是靠对水非常敏感的氢键及分子间力结合起来的，在有水的情况下，水与纤维和纤维与纤维之间的结合产生竞争，使纤维之间的结合程度会随着纸中水分含量的增加而降低，纤维被水完全润胀、浸湿后，彼此之间的结合会被打破，强度只剩下初始干强度的3-10%。因此，研究开发抗水剂来有效地提高纸张的抗水性，以增加湿强度成为了需要不断研究的课题。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种涂布抗水剂，具有优良的力学强度性能，白度高，对纸张的外观基本无影响，同时抗水性能佳，印刷效果好。
技术方案：一种涂布抗水剂，由以下成分以重量份制备而成：楠木粉5-8份、纳米膨润土1-2份、纳米二氧化硅0.2-0.5份、十二烷基三甲氧基硅烷1-3份、聚二甲基硅氧烷2-4份、水解聚马来酸酐2-5份、聚丙烯酸甲酯3-6份、丙二醇脂肪酸酯4-8份、山梨酸钾0.1-0.3份、次氯酸钠15-25份、二丁基羟基甲苯0.2-0.4份、无水乙醇10-30份、蒸馏水220-300份。
进一步优选的，所述的一种涂布抗水剂，由以下成分以重量份制备而成：楠木粉6-7份、纳米膨润土1.2-1.8份、纳米二氧化硅0.3-0.4份、十二烷基三甲氧基硅烷1.5-2.5份、聚二甲基硅氧烷2.5-3.5份、水解聚马来酸酐3-4份、聚丙烯酸甲酯4-5份、丙二醇脂肪酸酯5-7份、山梨酸钾0.15-0.25份、次氯酸钠18-22份、二丁基羟基甲苯0.25-0.35份、无水乙醇15-25份、蒸馏水240-280份。
上述涂布抗水剂的制备方法包括以下步骤：
第一步：将楠木粉、 次氯酸钠和150-250份蒸馏水混合，加热至70-75℃，在转速50-70r/min下搅拌24-25小时，过滤，用清水洗涤得产物A；
第二步：加入纳米膨润土、纳米二氧化硅、聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和剩余蒸馏水，在转速600-800r/min下搅拌20-40分钟；
第三步：升温至70-85℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速400-600r/min下搅拌20-30分钟；
第四步：降至室温，放入研磨机中研磨10-30分钟；
第五步：过200目筛，去除滤渣即得。
进一步优选的，第一步中加热至72℃，转速为55-65r/min，搅拌时间为24.5小时。
进一步优选的，第二步中转速为650-750r/min，搅拌时间为25-35分钟。
进一步优选的，第三步中升温至75-80℃，转速为450-550r/min，搅拌时间为25分钟。
进一步优选的，第四步中研磨时间为15-25分钟。
有益效果：本发明的涂布抗水剂具有优良的力学强度性能，其抗张指数和耐破指数分别可达52.5N·m/g和4.39kPa·m2/g，其白度可达89.2%，对纸张的外观基本无影响，同时其湿强度可达到35.5%，抗水性能佳，其油墨吸收率达到42.7%，具有良好的印刷性能。
具体实施方式
实施例1
一种涂布抗水剂，由以下成分以重量份制备而成：楠木粉5份、纳米膨润土1份、纳米二氧化硅0.2份、十二烷基三甲氧基硅烷1份、聚二甲基硅氧烷2份、水解聚马来酸酐2份、聚丙烯酸甲酯3份、丙二醇脂肪酸酯4份、山梨酸钾0.1份、次氯酸钠15份、二丁基羟基甲苯0.2份、无水乙醇10份、蒸馏水220份。
上述涂布抗水剂的制备方法为：
第一步：将楠木粉、 次氯酸钠和150份蒸馏水混合，加热至70℃，在转速50r/min下搅拌24小时，过滤，用清水洗涤得产物A；
第二步：加入纳米膨润土、纳米二氧化硅、聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和剩余蒸馏水，在转速600r/min下搅拌20分钟；
第三步：升温至70℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速400r/min下搅拌20分钟；
第四步：降至室温，放入研磨机中研磨10分钟；
第五步：过200目筛，去除滤渣即得。
实施例2
一种涂布抗水剂，由以下成分以重量份制备而成：楠木粉6份、纳米膨润土1.2份、纳米二氧化硅0.3份、十二烷基三甲氧基硅烷1.5份、聚二甲基硅氧烷2.5份、水解聚马来酸酐3份、聚丙烯酸甲酯4份、丙二醇脂肪酸酯5份、山梨酸钾0.15份、次氯酸钠18份、二丁基羟基甲苯0.25份、无水乙醇15份、蒸馏水240份。
上述涂布抗水剂的制备方法为：
第一步：将楠木粉、 次氯酸钠和170份蒸馏水混合，加热至71℃，在转速55r/min下搅拌24.5小时，过滤，用清水洗涤得产物A；
第二步：加入纳米膨润土、纳米二氧化硅、聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和剩余蒸馏水，在转速650r/min下搅拌25分钟；
第三步：升温至75℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速450r/min下搅拌25分钟；
第四步：降至室温，放入研磨机中研磨15分钟；
第五步：过200目筛，去除滤渣即得。
实施例3
一种涂布抗水剂，由以下成分以重量份制备而成：楠木粉6.5份、纳米膨润土1.5份、纳米二氧化硅0.35份、十二烷基三甲氧基硅烷2份、聚二甲基硅氧烷3份、水解聚马来酸酐3.5份、聚丙烯酸甲酯4.5份、丙二醇脂肪酸酯6份、山梨酸钾0.2份、次氯酸钠20份、二丁基羟基甲苯0.3份、无水乙醇20份、蒸馏水260份。
上述涂布抗水剂的制备方法为：
第一步：将楠木粉、 次氯酸钠和200份蒸馏水混合，加热至72℃，在转速60r/min下搅拌24.5小时，过滤，用清水洗涤得产物A；
第二步：加入纳米膨润土、纳米二氧化硅、聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和剩余蒸馏水，在转速700r/min下搅拌30分钟；
第三步：升温至77℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速500r/min下搅拌25分钟；
第四步：降至室温，放入研磨机中研磨20分钟；
第五步：过200目筛，去除滤渣即得。
实施例4
一种涂布抗水剂，由以下成分以重量份制备而成：楠木粉7份、纳米膨润土1.8份、纳米二氧化硅0.4份、十二烷基三甲氧基硅烷2.5份、聚二甲基硅氧烷3.5份、水解聚马来酸酐4份、聚丙烯酸甲酯5份、丙二醇脂肪酸酯7份、山梨酸钾0.25份、次氯酸钠22份、二丁基羟基甲苯0.35份、无水乙醇25份、蒸馏水280份。
上述涂布抗水剂的制备方法为：
第一步：将楠木粉、 次氯酸钠和220份蒸馏水混合，加热至73℃，在转速65r/min下搅拌24.5小时，过滤，用清水洗涤得产物A；
第二步：加入纳米膨润土、纳米二氧化硅、聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和剩余蒸馏水，在转速750r/min下搅拌35分钟；
第三步：升温至80℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速550r/min下搅拌25分钟；
第四步：降至室温，放入研磨机中研磨25分钟；
第五步：过200目筛，去除滤渣即得。
实施例5
一种涂布抗水剂，由以下成分以重量份制备而成：楠木粉8份、纳米膨润土2份、纳米二氧化硅0.5份、十二烷基三甲氧基硅烷3份、聚二甲基硅氧烷4份、水解聚马来酸酐5份、聚丙烯酸甲酯6份、丙二醇脂肪酸酯8份、山梨酸钾0.3份、次氯酸钠25份、二丁基羟基甲苯0.4份、无水乙醇30份、蒸馏水300份。
上述涂布抗水剂的制备方法为：
第一步：将楠木粉、 次氯酸钠和250份蒸馏水混合，加热至75℃，在转速70r/min下搅拌25小时，过滤，用清水洗涤得产物A；
第二步：加入纳米膨润土、纳米二氧化硅、聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和剩余蒸馏水，在转速800r/min下搅拌40分钟；
第三步：升温至85℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速600r/min下搅拌30分钟；
第四步：降至室温，放入研磨机中研磨30分钟；
第五步：过200目筛，去除滤渣即得。
对比例1
本实施例与实施例1的区别在于不含有纳米膨润土和纳米二氧化硅。具体地说是：
一种涂布抗水剂，由以下成分以重量份制备而成：楠木粉5份、十二烷基三甲氧基硅烷1份、聚二甲基硅氧烷2份、水解聚马来酸酐2份、聚丙烯酸甲酯3份、丙二醇脂肪酸酯4份、山梨酸钾0.1份、次氯酸钠15份、二丁基羟基甲苯0.2份、无水乙醇10份、蒸馏水220份。
上述涂布抗水剂的制备方法为：
第一步：将楠木粉、 次氯酸钠和150份蒸馏水混合，加热至70℃，在转速50r/min下搅拌24小时，过滤，用清水洗涤得产物A；
第二步：加入聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和剩余蒸馏水，在转速600r/min下搅拌20分钟；
第三步：升温至70℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速400r/min下搅拌20分钟；
第四步：降至室温，放入研磨机中研磨10分钟；
第五步：过200目筛，去除滤渣即得。
本发明材料涂布抗水剂的部分性能指标见下表1，我们可以看到，本发明材料具有优良的力学强度性能，其抗张指数和耐破指数分别可达52.5N·m/g和4.39kPa·m2/g，其白度可达89.2%，对纸张的外观基本无影响，同时其湿强度可达到35.5%，抗水性能佳，其油墨吸收率达到42.7%，具有良好的印刷性能。
表1 涂布抗水剂的部分性能指标
产品名称 抗张指数（N·m/g） 耐破指数（kPa·m2/g） 白度（%） 湿强度（%） 油墨吸收率（%）
实施例1 51.9 4.18 87.4 34.8 42.5
实施例2 52.1 4.27 88.1 35.1 42.5
实施例3 52.3 4.31 88.5 35.2 42.6
实施例4 52.5 4.39 89.2 35.5 42.7
实施例5 52.4 4.32 88.7 35.3 42.6
对比例1 50.8 4.02 87.4 31.6 42.5

Claims (7)

1.一种涂布抗水剂，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：楠木粉5-8份、纳米膨润土1-2份、纳米二氧化硅0.2-0.5份、十二烷基三甲氧基硅烷1-3份、聚二甲基硅氧烷2-4份、水解聚马来酸酐2-5份、聚丙烯酸甲酯3-6份、丙二醇脂肪酸酯4-8份、山梨酸钾0.1-0.3份、次氯酸钠15-25份、二丁基羟基甲苯0.2-0.4份、无水乙醇10-30份、蒸馏水220-300份。
2.根据权利要求1所述的一种涂布抗水剂，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：楠木粉6-7份、纳米膨润土1.2-1.8份、纳米二氧化硅0.3-0.4份、十二烷基三甲氧基硅烷1.5-2.5份、聚二甲基硅氧烷2.5-3.5份、水解聚马来酸酐3-4份、聚丙烯酸甲酯4-5份、丙二醇脂肪酸酯5-7份、山梨酸钾0.15-0.25份、次氯酸钠18-22份、二丁基羟基甲苯0.25-0.35份、无水乙醇15-25份、蒸馏水240-280份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种涂布抗水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：将楠木粉、 次氯酸钠和150-250份蒸馏水混合，加热至70-75℃，在转速50-70r/min下搅拌24-25小时，过滤，用清水洗涤得产物A；
第二步：加入纳米膨润土、纳米二氧化硅、聚丙烯酸甲酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨酸钾、二丁基羟基甲苯、无水乙醇和剩余蒸馏水，在转速600-800r/min下搅拌20-40分钟；
第三步：升温至70-85℃，加入十二烷基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷和水解聚马来酸酐，在转速400-600r/min下搅拌20-30分钟；
第四步：降至室温，放入研磨机中研磨10-30分钟；
第五步：过200目筛，去除滤渣即得。
4.根据权利要求3所述的一种涂布抗水剂的制备方法，其特征在于：所述第一步中加热至72℃，转速为55-65r/min，搅拌时间为24.5小时。
5.根据权利要求3所述的一种涂布抗水剂的制备方法，其特征在于：所述第二步中转速为650-750r/min，搅拌时间为25-35分钟。
6.根据权利要求3所述的一种涂布抗水剂的制备方法，其特征在于：所述第三步中升温至75-80℃，转速为450-550r/min，搅拌时间为25分钟。
7.根据权利要求3所述的一种涂布抗水剂的制备方法，其特征在于：所述第四步中研磨时间为15-25分钟。
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